心率变异性的分析方法 心率变异性（Heart rate variability，HRV）是指窦性心率在一定时间内周期性改变的现象，是反应交感-副交感神经张力及其平衡的重要指标。HRV测定方法有两种，即时域测定法和频域分析法。HRV分析心电信号长短不一，短者分析5min或1h，长者可分析24h，甚至几天，国内外普遍采用24h法。 时域法以RR间期的变异为基础，可用标准差、方差、极差、变异系数等来表达。常用指标： [1]SDNN：所有窦性RR间期的标准差； [2]SDNN Index:每5min窦性RR间期标准差的均值； [3]SDANN：每5min窦性RR间期均值的标准差； [4]r-MSSD：所有邻近窦性RR间期长度差异平方均值的平方根； [5]pNN50:50毫秒间隔以上临近周期的比例，单位为百分数。 频谱分析法则是把心率变化信号分解为不同的频率成分并将其相对强度定量为功率，提供了各种频率成分的功率谱测定。常用指标有： [1]高频带（HF，0.15-0.40Hz）:有迷走神经介导，主要代表呼吸变异。 [2]低频带（LF，0.04-0.15Hz）受交感神经和副交感神经共同影响。 [3]极低频带（VLF，0.01-0.04Hz）：可作为交感神经活动的指标。 [4]超低频带（ULF，1.15×10-5-0.0033Hz）：生理意义不明。 [5]总频谱（TF）：是信号总的变异性。代表HF、VLF、ULF的总和。 [6]LF/HF：代表交感-迷走神经张力的平衡状态。HRV的时域和频域测量是相关的，HF 与r-MDSS、pNN50相关，LF、VLF与SDNN Index相关，ULF与SDNN、SDANN明显相关。
慢性心力衰竭患者心率变异性的分析 发表时间：2013-10-23T13:28:15.107Z 来源：《医药前沿》2013年第28期供稿作者：付凯段晓静 [导读] 目前认为神经内分泌系统的激活在CHF发生、发展和预后方面具有重要意义，甚至认为是CHF发生发展的中心环节。 付凯段晓静 （水钢总医院心内科贵州六盘水 553028） 【摘要】目的探讨心率变异性（HRV）在慢性心力衰竭（CHF）患者中的变化及意义。方法回顾了60例（心衰组）不同程度的CHF者和60例正常对照组（对照组）的HRV资料，并进行对比分析。结果心衰组HRV指标SDNN、SDANN、RMSSD、PNN50、SDNNindex均显著低于对照组（P＜0.05或P＜0.01），并与心功能分级呈明显相关。结论 HRV 有助于判定心功能不全程度和心脏自主神经受损的关系，HRV分析可作为CHF者病情和预后的一项独立指标。 【关键词】慢性心力衰竭心率变异性心电图 【中图分类号】R541.6 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2013）28-0108-02 慢性心力衰竭（CHF）是常见的临床综合征，是各种病因引起心血管疾病的严重或终末阶段。目前认为神经内分泌系统的激活在CHF 发生、发展和预后方面具有重要意义，甚至认为是CHF发生发展的中心环节。心率变异性（HRV）是指逐次心跳周期差异的变化情况，它含有神经体液因素对心血管系统调节的信息，是反映交感、副交感神经张力平衡的重要指标，是评定自主神经系统对心率影响的一种手段，可作为一项反映自主神经对心脏调控的无创性指标。现已证实：在迷走神经活性增高和/或交感神经活性减低时HRV增高，反之相反。 1 资料与方法 1.1 对象本文回顾性分析了自2010年1月～2012年12月水钢总医院收集的60例CHF患者（心衰组）（排除自主神经功能紊乱、传导阻滞、室上性心动过速、心房颤动以及服用β-受体阻滞剂、抗胆碱能药物及其他影响自主神经功能疾病者）和60例正常人（对照组）所做的动态心电图进行对比。CHF组（心衰组）中，男性38例、女性22例，平均年龄53.8±8.5岁。其中冠状动脉粥样硬化性心脏病36例、风湿性心瓣膜病16例、扩张型心肌病8例。按纽约心功能分级标准分为：心功能Ⅰ—Ⅱ级26例，心功能Ⅲ—Ⅳ级34例；正常人（对照组）60例经询问病史、体格检查、心电图、超声心动图检查无心脏病。男性35例、女性25例，年龄平均54.1±8.2岁。所有入选病例均未接受已知能影响自主神经活性的药物，如β-受体阻滞剂、阿托品、激素等。检查期间均无剧烈运动，情绪激动等。 1.2 方法应用美国美高仪DMS modle-Dhold分析系统，全部受检者均接受24H动态心电图记录。采用人机对话方式对窦性心搏进行分析，评价方法适用时域法。所选指标[①（SDNN）：24小时全部正常窦性心搏R-R间期的标准差；②（SDANN）：全程按5min分成连续的时段，先计算每5min的平均值，再求平均值的标准差。③SDNNindex：24小时内5min节段正常心动周期标准差的平均值。④RMSSD：所有相邻窦性RR间期差值的均方根。⑤ PNN50：相邻RR间期差值大于50ms心搏数占总心搏的百分数。 1.3 所有数据采用SPSS10.0软件包处理，各参数以X±S表示，作t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。 2 结果 2.1 心衰组与对照组HRV比较见表1。从表1中可以看出，心衰组者HRV时域分析的五项指标均较对照组明显下降，差异有显著性（P ＜0.05或P＜0.01）。 表1 慢性心力衰竭组与正常组HRV比较 注：两组比较P值<0.01 3 讨论 众所周知，心脏的自主活动受交感神经和副交感神经的共同控制。HRV反映了窦性心律不齐的程度，它的产生主要是由于神经体液因素对心血管系统精细调节的结果。因此HRV分析是评价心脏自主神经系统功能的一项新方法，可作为心脏自主神经活动的独立评价指标。现已证实：交感神经活性增高时和/或迷走神经活性降低时，HRV降低。交感神经及其所释放的儿茶酚胺对心脏的作用表现为心肌收缩加强和心率增快。在一定情况下可产生致心律失常的作用。迷走神经及其所释放的乙酰胆碱使心肌的兴奋阈值增大，心室致颤阈降低，具有保护性抗室颤作用。所以HRV降低也是预测心脏病患者死亡的独立危险因子。心力衰竭发生过程中存在自主神经功能的受损，首先表现为迷走神经功能的损害，此时心脏功能主要依靠交感神经功能来维持。随着心力衰竭加重及病程延长，长期过高的儿茶酚胺刺激会导致心肌β受体密度下调，交感神经功能也会受到损害。HRV能定量地反映心脏自主神经的活性及其调节功能。时域指标中，SDNN反映交感和副交感神经总张力大小。RMSSD、PNN50主要反映副交感神经张力水平，副交感神经张力水平下降时，其数值降低。SDANN主要反映交感神经张力水平，与心率的缓慢变化成份有关。当交感神经张力增高时，其数值减少。SDNNindex变小是迷走神经活力降低和或交感神经活力增高的反映，提示心衰患者不但有交感神经活性的增强，同时还存在迷走神经活性下降，且迷走神经受损更重，交感神经张力相对占优势，本文发现CHF者时域分析指标均明显低于正常对照组（P＜0.05或P＜0.01），表明心力衰竭患者交感神经活性增强和（或）迷走神经活动
心率变异性分析与麻醉深度监测 王娟娟申岱贾晓宁李文硕 ［摘要］背景 心率变异性（ｈｅａｒｔ ｒａｔｅ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ，ＨＲＶ）主要受心脏自主神经调控，它可动态、定量地评估麻醉和手术刺激对自主神经功能的影响，为麻醉深度监测提供信息。 目的 探讨脑电信号之外的其他手段——ＨＲＶ用于临床麻醉深度监测的可行性。内容 重点综述了ＨＲＶ与中枢神经系统的关系、ＨＲＶ的分析方法及其用于麻醉深度监测的相关研究。 趋向 ＨＲＶ可以从围术期自主神经功能变化的角度为麻醉深度监测提供更丰富的信息。 麻醉深度；心率变异性； 自主神经系统 Ｈｅａｒｔ ｒａｔｅ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ａｎｅｓｔｈｅｓｉａ ｄｅｐｔｈ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇＷＡＮＧ Ｊｕａｎ－ｊｕａｎＳＨＥＮ ＤａｉＪＩＡ Ｘｉａｏ －ｎｉｎｇＬＩＷｅｎ－ｓｈｕｏＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ａｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｙ， Ｓｔｏｍｏｔｏｌｏｇｙ Ｈｏｓｐｉｔａｌ ｏｆ Ｔｉａｎｊｉｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７０， Ｃｈｉｎａ Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ Ｈｅａｒｔ ｒａｔｅ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ （ＨＲＶ） ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｂｙ ａｕｔｏｎｏｍｉｃ ｎｅｒｖｏｕｓ， ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｕｔｏｎｏｍｉｃ ｎｅｒｖｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ａｎｅｓｔｈｅｓｉａ ａｎｄ ｓｕｒｇｉｃａｌ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ ａｎｄ ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｌｌｙ， ａｎｄ ａｌｓｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ａｎｅｓｔｈｅｓｉａ． Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＨＲＶ ｉｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ａｎｅｓｔｈｅｓｉａ． Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ＨＲＶ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｅｎｔｒａｌ ｎｅｒｖｏｕｓ ｓｙｓｔｅｍ （ＣＮＳ）， ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ＨＲＶ ｆｏｒ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ａｎｅｓｔｈｅｓｉａ ａｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ． Ｔｒｅｎｄ ＨＲＶ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ａｎｅｓｔｈｅｓｉａ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ ｏｆ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｎｅｒｖｏｕｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｐｅｒｉｏｐｅｒａｔｉｖｅｌｙ． Ａｎｅｓｔｈｅｓｉａ ｄｅｐｔｈ； Ｈｅａｒｔ ｒａｔｅ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ； Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｎｅｒｖｏｕｓ ｓｙｓｔｅｍ １０．３７６０／ｃｍａ．ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４３７８．２０１１．１０．０１５ ３０００７０，天津医科大学口腔医院麻醉科 天津医科大学总医院麻醉科 万方数据
等熵过程 熵增定律仅适合于孤立体系，这是问题的关键。虽然从处理方法上讲，假定自然界存在孤立过程是可以的。但是从本质上讲，把某一事物从自然界中孤立出来，就使理论带上了一定的主观色彩。实际上，绝对的联系和相对的孤立的综合，才是事物运动的本来面目。那么，当系统不再人为地被孤立的时候，它就不再是只有熵增，而是既有熵增，又有熵减了。如果说熵增是混乱度增加，而熵减是有序度增加的话，那么，真正的过程必然是混乱与有序的综合过程。因而，系统就必然出现熵增和熵减诸种情况。 现在，一个中心问题出现了，在系统状态( 点) 上的熵增和熵减过程中，是否存在一个不动点, 使熵增和熵减达到平衡( △ S=0) 。 在孤立体系中，平衡状态也是熵增为零。当进行研究的时候，一旦熵增( 减) 等于零，我们似乎就觉得比较满意了。熵增( 减) 为零，熵为常数。常数还有什么研究的必要呢? 放在公式中就行了。然而，问题并不简单。信息熵等于常数，并不是其它量等于常数。物质、能量的出入使事物的质能变化不是一个常数。如果我们过去往往在物质、能量一定的前提下来讨论熵增加的话，那么，我们是否忽视了一个问题，即在熵恒定的情况下来讨论物质、能量的变化呢? 更进一步说，如果自然界存在这一类过程，即熵恒定的过程，再结合到质、能守恒，那么，我们就有了这样一组十分满意的公式： m (t)=Cm u (t)=Cu s (t)=Cs 其中t 是时间，m 、u 、s 是物质量、能量、信息( 负熵) ，Cm 、Cu 、Cs 是常数。 由此，等式与不等式的分裂可以获得解决。 在系统状态( 点) 的变化过程中，要在每时每刻都保持信息( 负熵) 为恒量，是一个太强的条件。而许多过程可以表现为在某些时间位点上信息( 负熵) 为恒量。这时，系统出现熵振荡过程，当熵振荡的时段极短时，它趋近于等熵过程。
第九章心率变异性 Heart Rate Variability(HRV) 9.1 概述 心率变异性（Heart Rate Variability，HRV）是指逐次心搏间期之间的微小变异在生理条件下，HRV的产生主要是由于心脏窦房结自律活动通过交感和迷走神经，神经中枢，压力反射和呼吸活动等因素的调节作用，使得心脏每搏间期一般存在几十毫秒的差异。 在静息状态下，正常人的心电图呈现RR间期周期变化，窦性心律不齐是由于呼吸的不同时相所介导的迷走神经反映性波动所致。导致吸气时心率加快，呼气时心率减慢。许多其它因素也可以引起心率的变化，例如体位、体温、血循环中的儿茶酚胺、内分泌激素以及营养、环境、药物、各种疾病等都会影响心率。 由于对HRV的生理和病理意义进行了广泛和深入的研究，其结果表明心率变异信号中蕴含着有关心血管调节的重要信息，对HRV进行分析可以间接地定量评价心肌交感、迷走神经紧张性和均衡性，而且还能分析自主神经系统的活动情况，在多种心血管疾病中，患者的心率变异性都有降低的趋势。 心率变异性还可以作为一个独立的心源性猝死危险性的预测指标。心率变异性分析对多种恶性心律失常的预后判断和药物治疗效果分析有指导作用。 总之，HRV的生理学基础归因于交感、迷走神经系统，其中迷走神经对HRV起着主要的决定作用，所以，迷走神经功能健全时，心率变异程度大，迷走神经功能受损时，心率变异程度小。 9.2 心率变异性的分析方法 HRV分析的心电信号有长有短，短期的只有5分钟，最长1小时；长期的可达24-48小时。记录可在不同体位（仰卧、倾斜、直立或倒立位）和动作（平静呼吸、深呼吸、Valsava 动作、运动）进行。 HRV分析目前采用的方法有时域分析法，是应用数理统计指标对HRV作时域测量，包括简单法和统计学方法；频域方法或频谱分析方法原理是将随机变化的RR间期或瞬时心率信号分解为多种不同能量的频域成份进行分析，可以同时评估心脏交感和迷走神经活动水平。以上两种分析方法都属于线性分析方法，而人体内的生物过程都属于非线性过程，为此，又提出了第三种分析方法，即以非线性（混沌）分析方法来描述心率变异性的特性。 9.2.1 时域分析法 利用计算机对5分、15分、30分或更长时间同步12导联心电图记录所取的心电信号QRS波进行逐个识别，去除非窦性QRS波，将心电信号数字化，取得一系列有关R-R间期的数理统计指标。 R-R间期直方图和R-R间期差值直方图 ·R-R间期直方图 心电图的R-R间期在心律失常时有较大差异，即使是窦性心律，也因活动及体液因素的影响而有一定波动。分析心电图R-R间期变化可提供许多心理生理的信息。直方图的形状可
第4章 理想气体的热力过程 主要内容： 本章基本要求： 4.1定容过程 1．定义：气体在状态变化过程中比体积保持不变的过程。 2．过程方程式 v 为定值，dv=0 3．确定初终状态参数之间的关系 121 212 v v v P P R T T v == ===常数 说明：定容过程中工质的绝对压力与绝对温度成正比，已知1122,,P T P T 或中任一个即可求得另一个终态的参数。 4、求过程中的熵 定比热容理想气体进行定容过程时，根据),(ln ln 310v T f C v R T c s g V =++=可知，温度和熵的变化保持如下关系： 10ln C T c s V '+=或0 1ex p V c C s T ' -= 5．求过程中的,q w 根据特力学第一定律解析式 q d u p d v δ=+ ∵0002 1 ==?=?=?pdv w pdv dv v ∴q du δ=
Tds du T du ds T pdv du ds =?=?+= 1210 20 2 1 2 1 t c t c cVdT Tds q t V t V v -===∴?? 或1212u u w u u q v v -=+-= ?-=-=2 121,)(p p v vdp w v t 6．热力过程在P —V 图，T —S 图上表示 121 2.0T P S T u -↑→↑-?>↑?↑加热， 吸热， q>0 12'-↓→↓放热,T P 120S T u '-?<↓?↓ 方热， q<0 4.2定压过程 1．定义：工质在状态变化过程中压力保持不变的过程。 2．过程方程式 P =定值 3．初终态参数之间的关系 P =定值 p R T v g ==定值 说明：定压过程中工质的v T 与成正比 4．求过程中的熵
一、判断题： 1. 平衡状态一定稳定状态。 2. 热力学第一定律的实质是能量守恒定律； 3．公式d u = c v d t 适用理想气体的任何过程。 4．容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 5．在T —S 图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。 6．膨胀功与流动功都是过程的函数。 7．当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时，以可逆定温压缩过程最为省功。 8．可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行，并能恢复到初始状态的过程。 9. 根据比热容的定义式 T q d d c ，可知理想气体的p c 为一过程量； 10. 自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程； 11．在管道内作定熵流动时，各点的滞止参数都相同。 12．孤立系统的熵与能量都是守恒的。 13．闭口绝热系的熵不可能减少。 14．闭口系统进行了一个过程，如果熵增加了，则一定是从外界吸收了热量。 15．理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。 16．实际气体绝热节流后温度一定下降。 17．任何不可逆过程工质的熵总是增加的，而任何可逆过程工质的熵总是不变的。 18. 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率； 19．混合气体中质量成分较大的组分，其摩尔成分也一定大。 20．热力学恒等式du=Tds-pdv 与过程可逆与否无关。 21．当热源和冷源温度一定，热机内工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。 22．从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态，因为气化过程温度未变，所以焓的变化量Δh=c p ΔT=0。 23．定压过程的换热量q p =∫c p dT 仅适用于理想气体，不能用于实际气体。 24．在p －v 图上，通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过程的斜率。
心率变异性的测定及其临床意义 050051 河北医科大学第三医院内科 王 燕 张艳玲 张 伟综述 王士昌审校 心率变异性(HRV)是指测量连续心动周期之间的时间变异数,准确地说,应该是测量连续出现的正常P-P间期之间的差异的变异数。然而由于P 波不如R波明显或P波顶端有时宽钝,所以我们通常用与P-P间期相等的R-R间期来代替。由此可以看出,它不同于通常所用的以时间为单位的平均心率变化指标,如每分钟心率100次和60次。研究表明,HRV可做为植物神经系统活动的无创性检测指标,尤其在判断某些心血管疾病的预后方面有重要意义。 1 心率变异的形成 正常情况下,心脏的活动受窦房结支配,窦房结的活动受植物神系统双重调节。交感神经末梢释放去甲肾上腺素兴奋心肌细胞膜Β肾上腺素能受体,使内向离子流isi(由Ca2+携带)和if(主要由N a+携带)激活,使除极速率加快,自律性增高。心率增快即正性变时作用;迷走神经末梢释放乙酰胆碱,作用于心肌细胞膜M型胆碱能受体,提高K+通透性,促进K+外流,使舒张期除极变慢,窦房结自律性降低,心率变慢。〔1〕心率的变化是交感与迷走神经相互作用的结果。它们之间的相互协调维持着心脏的正常活动。这种相互作用一旦失调,将导致心血管系统功能紊乱,这是许多心血管疾病的发病机制之一。〔2〕 2 心率变异性的检测方法 211 时域测定法:记录24小时动态心电图,将全部正常心动周期输入计算机处理,取得一系列有关心率的数理统计指标,用来衡量HRV的大小。〔3〕21111 R2R标准差:①总体标准差(SDNN):即24小时正常R2R间期,由计算24小时所有正常R2R间期的平均值得。②均值标准差(SDANN):即24小时内连续5分钟节段平均正常R2R间期的标准差。③标准差均值(SDNN I DX):即24小时内连续的每5分钟节段正常R2R间期的标准差的平均数。以上标准差值≤50m s为HRV小,若≥100m s为HRV大。21112 差值:①最大差值:每两个相邻正常R2R间期差值的绝对数,若≤50m s,其HRV小〔4〕。②差值>50m s的百分比(PNN50):即差值>50m s的正常R2R间期在特定时间内R2R间期数中所占的百分比,此值越大,则迷走神经张力越高。〔5〕。③差值均方的平方根(Χ-M SSD):即24小时连续正常R-R间期差值均方的平方根。 21113 心率骤增次数:计算单位时间内心率突然增加至少>10次 分且连续3-5分钟的次数。 21114 变异系数(CV):以每分钟连续正常R2R间期标准差除以该段时间的平均正常R2R间期,有利于对比。 21115 心率变异指数:一段时间内R2R间期总数与占比例最大的R2R间期数之比,正常人大于25。 在计算以上指标过程中,应排除房性或室性早搏的干扰,如1分钟内包含的正常R2R间期少于20个或连续5分钟内正常R2R间期少于120个,该节段的R2R间期应全部剔除〔6〕。 212 频域分析法:即用计算机对心率变异的速度或幅度进行频域分析,又称心率功率谱分析(HR PSA)。 首先用心电图机将人体心电信号经放大和模拟 数字(A D)转换器转换成电信号后,输入计算机,计算机对输入的每个Q R S波群进行识别和标记,再将所得256个或512个连续心搏信号进行快速富里叶转换或自回归运算,即得心率功率谱图(HR PS)〔7〕。见图 : 图 正常心率功率谱图 A1=1.399E-04,A2=2.736E-04 (E-04=10-4)
课程设计报告 题目：心率变异性（HRV）信号的提取及时频域分析专业：生物医学工程 班级： XXXXXXX 学号： XXXXXXX 姓名： XXXXXXX 指导教师： XXXXXXX XXXXXX大学 XXXXX学院 2016年 9月 29日
一、开题背景 （一）HRV简介 传统的医学观点认为，正常的心率为规则的窦性节律；后来发现在健康状态下，许多生理系统中存在自然的变异性，人的心率正常情况下也是呈不规则性变化的，而心率变异就是指窦性心率的这种波动变化的程度。心率变异性（Heart Rate Variability，HRV）是指逐次心搏间期之间的微小变异特性。在生理条件下，HRV的产生主要是由于心脏窦房结自律活动通过交感和迷走神经，神经中枢，压力反射和呼吸活动等因素的调节作用，使得心脏每搏间期一般存在几十毫秒的差异。 (二)HRV的研究现状 心率变异性(HRV)是近年来比较受关注的无创性心电监测指标之一，对HRV的生理和病理意义进行了广泛和深入的研究，其结果表明心率变异信号中蕴含着有关心血管调节的重要信息，对HRV进行分析可以间接地定量评价心肌交感、迷走神经的紧张性和均衡性，而且还能分析自主神经系统的活动情况。心率变异性还可以作为一个独立的心源性猝死危险性的预测指标。同时心率变异性分析对多种恶性心律失常的预后判断和药物治疗效果分析有指导作用。所以，对HRV的研究能够极大的促进人类对于心血管疾病的了解，从而在预防、治疗心血管疾病等领域取得成果。 （三）HRV的研究方法 随着对HRV研究的不断深入，其蕴含的生理病理信息将进一步被揭示，使得HRV 有更多的应用空间和应用价值。目前，心率变异性分析方法主要有时域分析法、频域分析法、时频分析法以及非线性分析法[1]。 （四）HRV的临床应用 （1）心脏性猝死（SCD）预测：由于HRV是反映自主神经张力的最敏感的指标，因此HRV降低是预测心脏性猝死最有价值的独立指标。 （2）急性心肌梗塞后患者危险性评估： HRV的降低是预测急性心肌梗塞后患者发生心脏性猝死和恶性心律失常危险的重要独立指标。一般建议在梗塞后一周开始进行HRV 的检测。HRV在梗塞后立即降低，并在几周内开始恢复（2周后逐渐回升），大约6-12个月恢复正常。因此，多次测定HRV可能比单次测定价值更大。梗塞后HRV恢复的快慢对以后死亡的危险性也有预测价值。 （3）对糖尿病患者自主神经系统损伤的评估：糖尿病患者不论病情轻重，均存在不同程度的自主神经功能紊乱。HRV是判断糖尿病患者是否伴有自主神经系统损害最准确，最敏感的指标。 （4）心力衰竭（CHF）患者危险性评估。
山西大学学报(自然科学版)25(3):281～284,2002 Journal of Shanx i U niv ersit y(Nat.Sci.Ed.) 文章编号:0253-2395(2002)03-0281-04 信息熵在粗糙集理论中的应用 梁吉业1,孟晓伟2 (1.山西大学计算机科学系,山西太原030006;2.山西省招生考试管理中心,山西太原030012) 摘 要:信息熵在粗糙集理论中有着重要的应用,它可用来度量知识的不确定性、属性关联的重要性及粗糙集的不确定性等。文章综述并分析这些度量。 关键词:粗糙集理论;信息熵;度量;数据分析 中图分类号:T P18 文献标识码:A 粗糙集理论是八十年代初由波兰科学家Z.P awlak首先提出的一个分析数据的数学理论[1]。由于该理论能够分析处理不精确、不一致和不完备信息,因此作为一种具有极大潜力和有效的知识获取工具受到各领域广泛关注,并已在机器学习、模式识别、决策分析、过程控制、数据库知识发现、专家系统等广泛领域得到成功应用[2～7]。 本文主要介绍信息熵在粗糙集理论中的应用,综述并分析这些度量,指出需进一步研究的几个问题。 1 基本概念 1.1 信息系统 四元组S=(U,A,V,f)是一个信息系统,其中U:对象的非空有限集合;A:属性的非空有限集合,A中的属性又可分为两 V a,V a是属性a的值域;f:U×A→V是一个信息函数,个不相交的子集,即条件属性集C和决策属性集D,A=C∪D;V=∪ a∈A 它为每个对象的每个属性赋予一个信息值,即P a∈A,x∈U,f(x,a)∈V a。信息系统S=(U,A,V,f)简记为S=(U,A)。1.2 不可区分关系 令P A A,定义由属性集P决定的不可区分关系I N D(P)为: I N D(P)={(x,y)∈U×U?P a∈P,f(x,a)=f(y,a)}. 如果(x,y)∈I N D(P),则称x和y是P不可区分的。容易证明P P A A,不可区分关系I N D(P)是U上的等价关系。符号U/I N D(P)(简记为U/P)表示不可区分关系I N D(P)在U上导出的划分,即由I N D(P)决定的等价类的集合。I N D(P)的等价类称为S中的P-基本集。 1.3 近似集 设P A A,X A U。X关于P的下近似定义为:PX=∪{Y?Y∈U/P,Y A X}.X关于P的上近似定义为:PX=∪{Y?Y∈U/ P,X∩Y≠ }.X关于P的边界定义为:B N P(X)=P X-PX. 2 知识的不确定性度量 在粗糙集理论研究中,文[8～11]等从信息角度建立了知识与信息熵的关系,引入了知识熵和条件熵的概念。 X收稿日期:2001-02-28 基金项目:国家863计划项目(2001A A115460) 作者简介:梁吉业(1962-),男,山西晋城人,博士,山西大学计算机科学系教授,从事数据挖掘与知识发现,人工智能方面的研究.
心率变异性分析 时域 SDNN：141+39ms (102-180) (交、迷)所用窦性RR间期标准差 SDANN：127+35ms （92-162）（交感）每5分钟窦性RR间期均值标准差 Rmssd：37+15ms （22-52）（迷走）所用邻近窦性RR间期长度差异平均值的平方根 PNN50 0/0 50MS间期以上临近周期的比例 SDNNinder：每5分钟窦性RR间期标准差均值 频域 TP：3466+1018（2448-4484）（总频） LF：1170+416 （754-1586）（交、付） HF：975+203 （772-1178）（迷走） LF/HF：1.5+2.0 （-0.5-3.5）（动态平衡） 白天夜晚 LF：286+203MS 147+197MS HF：117+63MS 369+151MS LF/HF：2.4+1.2 0.3+0.8 5分钟能谱分析法正常值 5分钟平均心率标准差LF HF LF/HF 2.34+0.45 0.02-0.15HZ 0.15-0.35HZ 0.35-0.5HZ (1.89-2.79) 6.06+0.64 5.27+0.65 3.37+0.64 2.09+1.01 (5.42-6.70) (4.62-5.92) (2.73-4.01) (1.08-3.10) 标准差法：CD 117.02+16.16MS (100.86-133.18MS) HRV指数法：HRVinder 18.37+2.02 （16.35-20.39ms） 心肌缺血定位P：60-100 P-R：120-200 前间壁：V1-2或3 前壁：V2-4或5 QRS：60-100 Q-T：360+40 U：160-250 前侧壁：V4-6 高侧壁：I avL ST：肢体上抬<0.1 胸导：V1-4<0.25 下移：<0.1 广泛前壁：V1-6 I avL 下壁：II III avF 心尖部：II III avF V3-5 后壁：V7-9 V1-2 R增高ST下降T直立 右室：V3R V4R V5R呈QS V4RST抬高>=0.1 起搏器感知障碍（即起搏器事件）：感知失败（包括感知不良和感知过度），夺获失败，输出失败。 FTO(输出失败):PP ,RP, RR ,中的任何一个均长于预先设定的值。 FTC(夺获失败)：起搏脉冲后没有相应的心电活动。P-R间期大于指定的值。 FTS(感知失败)：对自身P波或QRS波不能感知，按起搏器自身的基础周期发放起搏脉冲。RP间期小于指定值。: 起搏器编码（共5位数）Ⅰ：起搏心腔 A心房 V心室 D双腔S特殊部位。Ⅱ：感知心腔， O无， A心房， V心室。 D双腔。S特殊部位。Ⅲ:感知反应， O无，I抑制， T触发，D双重。Ⅳ：程控方式,O无，P简单程控，M多项程控，C遥测程控，R频率调整。Ⅴ：其他
甲亢患者心率变异性分析 甲亢患者心率变异性分析 2010-04-24胡宇美王关炎陆广华 【摘要】目的探讨甲亢患者心率变异性(HRV)测定的意义。方法分别对47例甲亢患者和37例正常人、32例甲亢患者治疗后作HRV分析。结果甲亢患者HRV时域指标比正常对照组均明显降低；频域指标低频功率(LF)和高频功率(HF)都显著降低，表明甲亢患者的交感神经活性和迷走神经活性均降低。但LF/HF比正常组增加，说明交感-迷走平衡性失调，相对表现为交感兴奋性增加。LF/HF的增加与FT3呈非常显著正相关，HF、心率(HR)和相邻正常窦性心搏间期之差的均方根值(r-MSSD)都与FT3呈显著相关性。典型甲亢患者散点图呈短棒状，而正常人呈慧星状。甲亢患者HRV时域指标和频域指标治疗后明显改善，与FT3、FT4的恢复相对应。结论HRV分析表明甲亢患者的自主神经活动明显改变，并与病情严重程度相关。 【关键词】心率变异性(HRV)甲状腺功能亢进症 Analysis of heart rate variability in hyperthyroid patients Hu Yumei,Wang Guanyan,Lu Guanghua.Department of Internal Medicine,Renji Hospital,Shanghai Second Medical
University,Shanghai,200001 【Abstract】Objective To study the significance of the measurements of heart rate variability(HRV)in hyperthyroid patients.Methods The HRV of47hyperthyroid patients was compared with that of normal control and the effects of treatment on HRV of32hyperthyroid patients were also evaluated.Results HRV time domain in hyperthyroid patients was much lower than that in normal control group.As to HRV frequency domain,the low frequency power(LF)and high frequency power(HF)in hyperthyroid patients were also significantly lower than that of the control group,reflecting that activity of autonomic neuropathy in hyperthyroid patients was obviously suppressed.But LF/HF of hyperthyroid patients was higher than that of normal group,indicating a relative lack of sympathetic tone in hyperthyroid patients.The increase of LF/HF is positively related to FT3.HF,heart rate(HR)and square root of the mean squared differences of successive normal-to-normal RR intervals(r-MSSD)are also positively related to FT3.The scattergram was short stick-like in hyperthyroid patients,but was comet-like in normal group.The HRV of hyperthyroid patients was improved after treatment and associated with the recovery of FT3and FT4.Conclusion HRV analysis showed that activity of autonomic neuropathy in hyperthyroid patients was obviously changed,which
课程设计报告 心率变异性（HRV）信号的提取及时频域分析题目：生物医学工程专业： XXXXXXX 级：班 号： XXXXXXX 学姓名： XXXXXXX 指导教师： XXXXXXX XXXXXX大学 XXXXX学院 2016年 9月 29日 一、开题背景 （一）HRV简介 传统的医学观点认为，正常的心率为规则的窦性节律；后来发现在健康状态下，
许多生理系统中存在自然的变异性，人的心率正常情况下也是呈不规则性变化的，而心率变异就是指窦性心率的这种波动变化的程度。心率变异性（Heart Rate Variability，HRV）是指逐次心搏间期之间的微小变异特性。在生理条件下，HRV 的产生主要是由于心脏窦房结自律活动通过交感和迷走神经，神经中枢，压力反射和呼吸活动等因素的调节作用，使得心脏每搏间期一般存在几十毫秒的差异。 (二)HRV的研究现状 心率变异性(HRV)是近年来比较受关注的无创性心电监测指标之一，对HRV的生理和病理意义进行了广泛和深入的研究，其结果表明心率变异信号中蕴含着有关心血管调节的重要信息，对HRV进行分析可以间接地定量评价心肌交感、迷走神经的紧张性和均衡性，而且还能分析自主神经系统的活动情况。心率变异性还可以作为一个独立的心源性猝死危险性的预测指标。同时心率变异性分析对多种恶性心律失常的预后判断和药物治疗效果分析有指导作用。所以，对HRV的研究能够极大的促进人类对于心血管疾病的了解，从而在预防、治疗心血管疾病等领域取得成果。 （三）HRV的研究方法 随着对HRV研究的不断深入，其蕴含的生理病理信息将进一步被揭示，使得HRV 有更多的应用空间和应用价值。目前，心率变异性分析方法主要有时域分析法、频域分[1]。析法、时频分析法以及非线性分析法 （四）HRV的临床应用 （1）心脏性猝死（SCD）预测：由于HRV是反映自主神经张力的最敏感的指标，因此HRV降低是预测心脏性猝死最有价值的独立指标。 （2）急性心肌梗塞后患者危险性评估： HRV的降低是预测急性心肌梗塞后患者发生心脏性猝死和恶性心律失常危险的重要独立指标。一般建议在梗塞后一周开始进行HRV的检测。HRV在梗塞后立即降低，并在几周内开始恢复（2周后逐渐回升），大约6-12个月恢复正常。因此，多次测定HRV可能比单次测定价值更大。梗塞后HRV恢复的快慢对以后死亡的危险性也有预测价值。 （3）对糖尿病患者自主神经系统损伤的评估：糖尿病患者不论病情轻重，均存在不同程度的自主神经功能紊乱。HRV是判断糖尿病患者是否伴有自主神经系统损害最准确，最敏感的指标。 ）患者危险性评估。CHF）心力衰竭（4（． （5）心率变异性生物反馈疗法：对于不孕人群受孕几率提高、怀孕人群孕期焦虑症改善、产后人群产后抑郁症情况缓解，起到很好的作用。 （6）其它临床应用范围：心绞痛、高血压、心肌病、非缺心脏病所致的慢性严重二尖瓣返流、二尖瓣脱垂、心律失常、血管迷走性晕厥等心血管疾病。 二、课题目的 （一）基本掌握心电信号（ECG）的测量、数据采集的方法。 （二）学会使用MATLAB对ECG信号进行相关处理分析。主要包括从ECG信号中提取出 所需的HRV信号，并分别对其进行时域、频域、功率谱上的分析。 （三）掌握HRV信号的时频域参数的意义，以及对其进行分析的基本方法。
等熵膨胀制冷 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
等熵膨胀制冷 高压气体绝热可逆膨胀过程，称为等熵膨胀。气体等熵膨胀时，有功输出，同时气体的温度降低，产生冷效应。这是获得制冷的重要方法之一，尤其在低温技术领域中。 常用微分等熵效应来表示气体等熵膨胀过程中温度随压力的变化，其定义为：（1） 因总为正值，故气体等熵膨胀时温度总是降低，产生冷效应。 对于理想气体，膨胀前后的温度关系是： （2） 由此可求得膨胀过程的温差 （3） 对于实际气体，膨胀过程的温差可借助热力学图查得，如图1所示。 图 1 等熵过程的温差 由于等熵膨胀过程有外功输出，所以必须使用膨胀机。当气体在膨胀机内膨胀时，由于摩擦、漏热等原因，使膨胀过程成为不可逆，产生有效能损失，造成膨胀机出口处
工质温度的上升，制冷量下降。工程上，一般用绝热效率来表示各种不可逆损失对膨胀机效率的影响，其定义为： （4） 即为膨胀机进出口的实际比焓降Δh pr与理想焓降（即等熵焓降）Δh id之比。目前，透平式膨胀机的效率可达到～，活塞式膨胀机的效率达～。 比较微分等熵效应和微分节流效应两者之差为： （5） 因为υ始终为正值，故αs＞αh。因此，对于气体绝热膨胀，无论从温降还是从制冷量看，等熵膨胀比节流膨胀要有效得多，除此之外，等熵膨胀还可以回收膨胀功，因而可以进一步提高循环的经济性。 以上仅是对两种过程从理论方面的比较。在实用时尚有如下一些需要考虑的因素：（1）节流过程用节流阀，结构比较简单，也便于调节；等熵膨胀则需要膨胀机，结构复杂，且活塞式膨胀机还有带油问题；（2）在膨胀机中不可能实现等熵膨胀过程，因而实际上能得到的温度效应及制冷量比理论值要小，这就使等熵膨胀过程的优点有所减小；（3）节流阀可以在气液两相区工作，但带液的两相膨胀机（其带液量尚不能很大）；（4）初温越低，节流膨胀与等熵膨胀的差别越小，此时，应用节流较有利。因此，节流膨胀和等熵膨胀这两个过程在低温装置中都有应用，它们的选择依具体条件而定。 单一气体工质布雷顿循环 布雷顿(Brayton)制冷循环又称焦耳(Joule)循环或气体制冷机循环，是以气体为工质的制冷循环，其工作过程包括等熵压缩，等压冷却，等熵膨胀及等压吸热四个过程，这与蒸气压缩式制冷机的四个工作过程相近，两者的区别在于工质在布雷顿循环中不发生集态改变。历史上第一次实现的气体制冷机是以空气作为工质的，称为空气制冷机。除空气外，根据不同的使用目的，工质也可以是CO2，N2，He 等气体。 （1）无回热气体制冷机循环 图2示出无回热气体制冷机系统图。气体由压力p0被压缩到较高的压力p c，然后进入冷却器中被冷却介质（水或循环空气）冷却，放出热量Q c，而后气体进入膨胀机，经历作外功的绝热膨胀过程，达到很低的温度，又进入冷箱吸热制冷。循环就这样周而复始地进行。
3、理想气体流动基本方程 1）运动方程 0=+VdV dp ρ 2）等熵方程 k C p ρ= 3）状态方程 RT p ρ= 4）连续方程 m VA &= ρ 将等熵过程关系式带入运动方程，积分得到 C V p k k =+-2 12 ρ 此式为可压缩气体流动的伯努利方程。 注：绝热过程即可，不一定要求等熵流动。 5、一元气体等熵流动基本关系式 1）滞止参数 000,,T p ρ 2）一元气体等熵流动基本关系式 1 12012020]2 11[]2 1 1[2 1 1---+=-+=-+=k k k M k M k p p M k T T ρρ 3）临界参数 马赫数达到1时的流动参数称为临界参数，有 *** T p ρ 等。此时， 速度为音速。基本关系式如下：
634.0)1 2(528 .0)1 2(833.0)12()12(1 1 0*1 0*0*2 1 0*=+==+==+=+=--k k k k k p p k T T k a a ρρ 判断亚音速或超音速流的准则，临界一词的来源。 4）极限状态（最大速度状态） T=0的断面上，速度达到最大，m ax u T = 0，无分子运动，是达不到的。 2 12 max 00u p k k = -ρ ==> 0000max 21 2 12i kRT k p k k u =-=-= ρ 5) 不可压伯努利方程的限度 对于不可压伯努利方程 02 2 1p u p =+ρ 既有 12 120=-u p p ρ 对于可压缩伯努利方程 ... 48 )2(821... )21(!2)11(1)21(11)2 11(6 422 221 20+-+++=+----+--+=-+=-M k k M k M k M k k k k k M k k k M k p p k k 由于 2 22222 212121M kp kp a u kp kp u u ===ρρ